Étude de l'influence du champ magnétique dans une section d'essais thermohydraulique d'un canal de réacteur nucléaire CANDU 6

Ce mémoire traite des effets des champs magnétiques présents dans une section d'essais thermohydraulique de l'industrie nucléaire canadienne. Cette section d'essais sert à déterminer les conditions thermohydrauliques pouvant mener aux flux de chaleur critique dans un canal de réacteur nucléaire CANDU 6. Pour effectuer ces séries d'expériences, la compagnie STERN a eu recours à de forts courants électriques pour chauffer les assemblages de simulation avec une puissance thermique similaire à celle retrouvée dans un canal de réacteur nucléaire CANDU. Les matériaux constitutifs du canal de simulation et de ses supports sont de nature ferromagnétique. Le fort champ magnétique généré par les assemblages de simulation implique que ces derniers sont soumis à une force magnétostatique due à l'aimantation des matériaux ferromagnétiques. L'industrie nucléaire désire savoir si ces efforts, combinés à la force de gravité, sont suffisants pour maintenir en place les assemblages dans le canal de simulation. La question se pose aussi de savoir si le champ magnétique présent dans le canal peut avoir une influence sur les paramètres de transfert thermique par ébullition. Pour déterminer la distribution du champ magnétique dans le canal de simulation, la méthode des images en magnétostatique a été utilisée ainsi que la méthode intégrale de calcul de l'aimantation. Les résultats des calculs effectués démontrent que l'amplitude de la force magnétostatique exercée par les éléments ferromagnétiques de la section d'essais est inférieure à celle estimée par le laboratoire STERN. Le modèle mécaniste de Sullivan et al. (1964) a été utilisé pour évaluer l'influence possible des champs magnétiques sur le diamètre de détachement des bulles de vapeur. La déviation, quant à la fréquence d'émission des bulles, a été évaluée à l'aide des corrélations de Zuber et al. (1959) et Cole (1960). En introduisant une force magnétostatique dans le modèle d'ébullition et les corrélations, il a été démontré que le champ magnétique présent dans la section d'essais de STERN à une influence négligeable sur le diamètre de détachement des bulles et leur fréquence d'émission. En conclusion, les conditions qui règnent dans la section d'essais sont conformes à celles régnant dans un canal de réacteur CANDU 6.